SIM卡連接器產(chǎn)品設計規(guī)范

產(chǎn)品設計規(guī)范Doc.No.DF-299-0002Rev.ASIM卡連接器SheetPAGE\*Arabic10/18PAGE 產(chǎn)品設計規(guī)范ProductDesignSpecification(產(chǎn)品描述)ProductDescription:SIM卡連接器系列(制作人/日期)Written/Date:(審核/日期)Checked/Date:(核準/日期Approved/Date:版本

Rev.變更單號ECNNO.發(fā)行描述IssueDescription制作/日期Written/Date審核/日期

Checked/Date核準/日期Appd./DateA初版發(fā)行1目的該文件以現(xiàn)有產(chǎn)品設計和改善經(jīng)驗為基礎，為手機SIM卡連接器新產(chǎn)品設計提供較成功的設計指導，從而避免發(fā)生設計失效，并縮短開發(fā)周期和節(jié)約開發(fā)成本2SIM卡簡介SIM卡是一種符合ISO標準的微型智能卡（SmartCard，俗稱IC卡），IC卡內(nèi)部裝有微機集成電路，能夠?qū)崿F(xiàn)計算和安全存儲信息，而SIM卡是專門供手機使用的IC卡.SIM卡中存有公司提供的用戶業(yè)務和服務信息等重要資料。當手機開機后，機內(nèi)系統(tǒng)就與SIM卡進行通信，獲取相關的服務信息。手機SIM卡尺寸定義及PIN定義:數(shù)據(jù)線輸入/輸出（I/O）、復位線（RST）、時鐘（CLK）、編程電壓（VPP）、電源（VCC）和地（GND(SIMCARD在手機中的使用)3產(chǎn)品分類序號序號類型圖片組成零件1方塊型端子，塑膠2帶掛鉤型端子，塑膠,掛鉤3帶鐵殼型端子，塑膠,鐵殼4帶偵測PIN型端子，塑膠,鐵殼，開關PIN5PUSH-PUSH型端子，塑膠,鐵殼，開關PIN,滑塊，彈簧，連桿序號序號類型圖片組成零件6掀蓋型端子，塑膠,鐵殼7破（沉）板型端子，塑膠,鐵殼8910雙層型端子，塑膠,鐵殼2IN1(SIM+TCARD)端子，塑膠,鐵殼，開關PIN,滑塊，彈簧，連桿3IN1(2SIM+TCARD)端子，塑膠,鐵殼主要功能參數(shù)序號序號項目要求參數(shù)備注1額定電流0.5A/DC2額定電壓5V/DC3接觸阻抗50MILLIONHMMAX.4耐電壓500VACr.m.s5671099絕緣阻抗1000MEGOHMSMIN耐久性1500-10000次視客戶要求端子正向力20-80gf/pin視客戶要求,有些要求24H端子保持力大于100gf/pinMOLDING端子不測保持力鹽霧測試8H(最小)視客戶要求平面度0.10mm最大視客戶要求,有些要求0.08mm55SIMCARD連接器之平面度設計因SIMCard連接器需以SMT方式焊接于PCB上,故焊腳的平面度水平成為決定SIMCard連接器焊接性能的重要指標,目前一般客戶均要求SIMCard連接器焊腳平面度<0.10mm,有些客戶要求<0.08mm.5.1方塊型平面度設計方塊型連接器主要管控端子焊腳共面度塑膠本體的平面度水平是決定成品平面度的關鍵因素端子組裝方式?jīng)Q定端子間相對共面度端子吃錫角度做正角度管控.5.25.2帶鐵殼產(chǎn)品平面度設計帶有鐵殼的連接器還要增加鐵殼焊腳的共面度鐵殼組裝后除須考慮其本身焊腳的平面度,還要確保其相對端子焊腳的共面度鐵殼角度設計(所有鐵殼腳共面度0.03mm以內(nèi))端子&鐵殼需設計高出塑膠面0.05~0.10mm.6SIMCARD連接器之塑膠結構設計6.1塑料設計時為獲得良好的平面度應遵守以下原則:塑料肉厚設計均勻。保證塑料最小肉厚：LCP材料E6807,6808,MG350,E481i,E471i最小肉厚為0.12mm,E130i為0.14mm,S475最小肉厚為0.10mm。PA系列材料為0.15mm。Insertmolding結構insert區(qū)域塑料肉厚上下應保證一致(至少0.15mm).(a)應遵循肉厚均勻原則(b)(a)應遵循肉厚均勻原則(b)組裝式結夠要考慮最小肉厚,一般要求端子與端子之間要大于0.30mm.(c)Insertmolding區(qū)域塑料，上下肉厚盡量保證一致.進膠點設計:進膠點設計是塑膠獲得良好平面度的重要因素,也是塑膠在IR受熱過程中獲得良好耐熱變形性能的重要因素.注:塑膠在射出時平面度控制在0.04mm以內(nèi),IR后控制在0.08mm以內(nèi)。進膠口尺寸:0.5mm膠口類型:潛膠口6.3借助模流分析若無可靠的經(jīng)驗作為參考,則需使用模流分析做開模前的塑膠結構驗證,并依據(jù)模流分析結果對產(chǎn)品的塑膠結構做修改調(diào)整.模流分析:分析得出最合理的進膠點位置及大小.最合理的成型條件.X,Y,Z方向的翹曲變形及趨勢.結合線位置etc.7SIMCARD連接器之端子保持力設計端子保持力規(guī)格一般要求50gf-100gf/pin,具體視客戶要求定端子壓入式組裝可采用“撕破”結構以增加保持力側(cè)插式采用倒刺固定,INSERTMOLDING方式無保持力要求.側(cè)插式側(cè)插式壓入式INSERTMOLDING式“撕破”INSERTMOLDING式為獲得相應保持力之要求,端子卡刺可設計0.03-0.07mm的干涉量,干涉量太大會使塑膠在組裝后內(nèi)應力大,IR后易產(chǎn)生變形.對于molding型的端子，只需于端子上設計一個0.05mm的缺口或卡點即可.如下圖:8SIMCARD連接器之鐵殼設計鐵殼與塑膠配合結構設計設計上要求鐵殼在運輸,取放過程中不得脫落,故在設計鐵殼時需有足夠的保持力量(此力量無特別規(guī)范,滿足可靠性要求即可).側(cè)插式-“卡死”結構上插式-“卡死”結構目前設計上均采用側(cè)插式-“卡死”結構上插式-“卡死”結構注意事項注意事項:塑膠與鐵殼單邊需有0.05mm間隙,防止鐵殼將塑膠夾變形.(I此問題IR后更容易體現(xiàn))(為方便組裝(為方便組裝,要求扣點位置有0.05mm的間隙)(為方便組裝,要求扣點位置有0.03mm的間隙)8.28.2鐵殼一般結構設計要求(6)防呆(1)SIMCARD標示(2)插卡方向標示(5)開孔(3)加強筋(7)內(nèi)側(cè)倒C角鐵殼結構設計需盡量包含以下內(nèi)容:(1):SIMCARD標示:提示客戶卡的使用方向.(2):插卡方向標示.(3):加強筋:加強鐵殼,提高端子接觸性能(4):手指位置:方便取卡(5):開孔:防止端子與鐵殼接觸產(chǎn)生短路(6):防呆:防止反插卡破壞產(chǎn)品(7):內(nèi)側(cè)倒C角(有些做翻邊,如下頁lead–in設計)(8):LOGO:公司標志(9)SIM制程真空吸嘴位置,尺寸大于￠3.50mm(8)logoc.插卡口尺寸設計插卡口尺寸一般設計為0.90+0.10/-0.05mm(9)SMT制程真空吸嘴位置8.3插卡引導結構設計8.3插卡引導結構設計鐵殼在設計上應做引導結構(Lead-in)設計,以確保SimCard可水平&順暢插入,防止插卡傾斜造成垮pin,一般設計lead-in>0.10mm,Angle<50°8.4鐵殼材料選用與表面處理一般選用不銹鋼SUS304系列8.4鐵殼材料選用與表面處理一般選用不銹鋼SUS304系列,硬度等級為1/2H,3/4H,H等.鐵殼厚度薄的選H的硬度等級,以獲得好的強度性能,如T=0.10mm;鐵殼厚度較厚的選1/2H或3/4H的硬度等級,如T≥0.15mm;表面處理:底層鍍鎳80~120u”,焊接區(qū)域鍍金:1u”MIN.也有鍍?nèi)a產(chǎn)品，優(yōu)點為成本低，但IR后表面錫熔化，外觀不好看.(視客戶要求而定)鍍金區(qū)(單面刷金)接觸電阻設計包括兩部分：1.接觸電阻設計包括兩部分：1.端子材料電阻2.接觸端電阻材料電阻計算:L:端子導電長度(mm)A:端子截面積(mm2)ó:導電率(%)接觸點電阻計算:F(gf):端子正向力注:磷銅系列(C5191,C5210)導電率為13%,BeCu和C7025可達到40%,基于成本考量，優(yōu)先選用磷銅系列.做到規(guī)格范圍內(nèi)即可.(50MILLIONHMMAX.)對于環(huán)形結構在導通路徑中應采用并聯(lián)設計.最小材料寬度大于0.10mm.GooddesignBaddesign>0.10mm選用高導電率金屬材料(C17200Series,C7025等).盡量縮短導通循環(huán)路徑.導通循環(huán)路徑中材料寬度至少應大于0.10mm.1010SIMCARD連接器之端子正向力&最大應力設計(I)正向力是決定端子是否可以穩(wěn)定導通的重要因子,一般SIMCard端子需保證正向力>20gf,同時要求正向力<80gf以防止將SimCard金手指磨損.端子結構設計SIMCard壓持結構設計(SIMCARD在插卡槽內(nèi)有間隙)端子彈高在插拔時產(chǎn)生的永久變形(塑性變形)是決定端子性能的關鍵因子,設計時應列入重點考慮端子彈片高度是決定端子工作范圍的關鍵因子.(卡插入后卡的金手指與端子接觸,端子的彈性變形＞0.30mm)鐵殼上增加彈片or凸筋(0.05-0.07mm)等輔助結構可增大端子在工作狀態(tài)下的接觸力增加Spring壓住SimCard插卡槽尺寸:0.90+0.10/-0.05mm(＞0.30mm)正向力SIMCARD連接器之端子正向力&最大應力設計(II)端子結構設計上應采用從根部到頭部逐漸變窄的結構設計,可使端子應力分布均勻,增大彈高值,降低永久變形,進而達到增大正向力的目的.Stresscontourinthemax.deflectionStresscontourinthemax.deflection部份產(chǎn)品受高度限制或正向力范圍小,造成端子的偏差量不夠,使得正向力無法滿足Spec要求,在設計上可采用預壓結構設計來提高正向力.側(cè)邊T-bar側(cè)邊T-bar結構SIMCARDSIMCARD連接器之端子正向力&最大應力設計(III)端子正向力&理論最大應力設計計算:理論正向力理論最大應力d:位移量(mm)E:彈性係數(shù)(110Gpa)最大應力pa)F:N(98gf)端子正向力的計算因誤差較大，現(xiàn)一般使用SIMULATION軟件做分析替代計算.(下頁介紹)端子彈高在最大下壓狀況下其根部將產(chǎn)生最大應力(理論最大應力),此應力與材料屈服強度的比值關系到端子產(chǎn)生的永久性塑性變形(如下圖)以及耐久性能.(理論應力/材料強度)永久變形量(mm)SIMCARD連接器之端子正向力&最大應力設計(IV)使用SIMULATION分析端子正向力&理論最大應力(已知端子位移求反作用力，即得到端子正向力.)注:材料越薄,端子力臂越長,則應力越小.1111SIMCARD連接器之端子結構設計注意事項(I)在Y方向,為防止端子發(fā)生垮pin,需滿足:f*sin()-N*cos()<0,u*sin()<cos()tan()<1/u<arctan(1/u)設u=0.30,<73.3°.一般設計<50°.球形SIMCARD有多個方向插卡要求,接觸端的球面要設計的圓滑平順.尺寸參考上圖計算.SIMCARDSIMCARD連接器之端子結構設計注意事項(II)注意事項:(1)若端子有凸胞設計,則要求凸胞平面過渡平滑;(圖一)(2)一般要求端子頭部應沉入塑膠>0.05mm.(圖二)(3)端子接觸最高點壓到與塑膠面平齊后,端子尾部離塑膠底面的距離要＞0.10mm.避免與PCB產(chǎn)生干涉,破壞PCB線路.(圖三)SIMCard結合面平滑過渡SIMCardD>0.05mm(圖一)(圖二)(圖三)(最高點與塑膠平齊)12SIMCARD連接器之端子材料選用與表面處理(I)端子材料一般選擇磷銅C5210系列,硬度等級EH,SH;優(yōu)點為價格便宜,屈服強度好.若端子(最大應力/材料屈服強度)的比值＞1.2倍,且力臂不能再加長,材料厚度不能再減薄,則考慮使用C7025或鈹銅等屈服強度更好的材料.SIMCARD連接器之端子材料選用與表面處理(II)端子表面處理如下:接觸區(qū)域:一般要求鍍金15u″;因為鍍金與成本有直接關系,有些客戶要求鍍金3u″,5u″不等,視客戶要求而定.焊接區(qū)域:一般要求鍍金1u″或鍍錫80u″min;視客戶要求及電鍍工藝要求,優(yōu)先選擇鍍錫,成本低,產(chǎn)品焊接吃錫性好.底材電鍍:50u″鎳底全區(qū)覆蓋.接觸區(qū)接觸區(qū)焊接區(qū)焊接區(qū)1313SIMCARD連接器之開關PIN設計部份SimCard連接器會應客戶要求設計開關(Switch)結構,開關主要作用為在SimCard插入或拔出時提供一訊號變化,使系統(tǒng)可以判斷SimCard是否已插入或拔出.SimCard使用的開關可分為″常開式″&″常閉式″兩種.以接觸方式可分為壓接式和滑動式.開關失效模式分為:開路正向力不足或開關撘接不上短路開關無法分離設計上應注意:1)常開式應設計雙彈性端子可增加接觸工作范圍2)常閉式,單驅(qū)動應設計單彈性端子可確保開關打開3)端子固持穩(wěn)固4)正向力>25gf(使用simulation分析)壓接式滑動式初始最后固定端子移動端子常閉式,單驅(qū)動開關應設計單彈性端子(常開式)(常閉式)14掀蓋式SIMCARD連接器之結構設計(I)掀蓋鐵殼除了用來壓持SIM-Card,確保SIM-Card端子的可穩(wěn)定連接,并在SMT貼片制程中可起到吸取的作用，還有以下作用:1)鐵殼上凸包在裝入卡后起鎖扣作用.2)鐵殼上轉(zhuǎn)軸在裝入卡前使鐵殼翻轉(zhuǎn)開且不脫離塑料.鐵殼拔出力鐵殼拔出力(removeforce)設計注意點:鐵殼凸包上直線段長度盡可能增加(建議值>0.50mm).凸包與金屬件干涉量盡可能增加(建議值>0.45mm).與凸包可能接觸位置的金屬件強度應盡量增強.GooddesignLBaddesignL1注意事項:L>L1,當直線段長度小時更容易從金屬件中滑出,不會提供較好的removeforce.建議值:>0.50mm.干涉距離設計拔出力Keymessage:金屬件與cover干涉量盡可能的增加,使鐵殼在受到外力時不易滑出塑料.建議值:>0.45mm.掀蓋式SIMCARD連接器之結構設計(IV)掀蓋鐵殼拔出力(removeforce)simulation分析:Fix1耳扣焊腳固定.Fix2端子焊腳固定.Rigidsurface模擬鐵殼上的凸包.Spring1模擬鐵殼在X方向的彈性值.Spring2模擬鐵殼在Y方向的彈性值.RemoveforceRemovefo